Вопрос о том, как появилась наша Вселенная, остается одной из самых захватывающих и сложных загадок для научного сообщества. Долгое время в космологии конкурировали две основные концепции: классическая теория Большого взрыва и альтернативная теория циклической Вселенной, или Большого отскока. Однако последние научные работы ставят под сомнение жизнеспособность второй теории, предлагая новые аргументы в пользу того, что у нашей Вселенной было однозначное начало.
Доминирующая теория: Большой взрыв
Теория Большого взрыва на сегодняшний день является наиболее общепринятой моделью происхождения космоса. Согласно ей, около 13.8 миллиардов лет назад всё пространство, время и материя были сжаты в невероятно горячую и плотную точку — сингулярность. По причинам, до конца не изученным, эта сингулярность начала стремительно расширяться в процессе, называемом космической инфляцией.
По мере остывания расширяющейся Вселенной начали формироваться фундаментальные частицы, затем атомы простейших элементов — водорода и гелия. Под действием гравитации эти атомы объединялись, давая начало первым звёздам и галактикам. Ключевыми доказательствами этой теории служат наблюдаемое расширение Вселенной и реликтовое излучение — микроволновое «эхо» той ранней горячей эпохи.
Альтернатива: циклическая Вселенная и Большой отскок
Теория Большого отскока предлагает иную картину. Она предполагает, что наша Вселенная — не первая и, возможно, не последняя в бесконечной череде циклов. Согласно этой модели, предыдущая вселенная сжалась до минимального объема, но вместо сингулярности произошел «отскок», положивший начало новому этапу расширения. Эта идея призвана решить проблему сингулярности, где законы известной нам физики перестают работать.
Некоторые версии этой теории, такие как петлевая квантовая космология (ПКК), пытаются математически описать этот переход, используя принципы квантовой гравитации. Однако, в отличие от теории Большого взрыва, циклические модели остаются предметом острых дискуссий и не имеют столь же убедительных наблюдательных подтверждений.
Новые данные против отскока
Недавно были опубликованы два независимых исследования, которые серьезно поколебали позиции теории циклической Вселенной. Одно из них, опубликованное в журнале Physical Review Letters, проверило предсказания петлевой квантовой космологии.
ПКК предсказывает наличие специфических аномалий в карте реликтового излучения, если наша Вселенная действительно пережила отскок. Ученые тщательно проанализировали высокоточные данные, полученные космической обсерваторией «Планк» с 2009 по 2013 год. Результат оказался неутешительным для сторонников отскока: никаких предсказанных аномалий обнаружено не было. Это означает, что модели, опирающиеся на ПКК, не находят подтверждения в реальных наблюдениях.
Обратите внимание: Японцы хотят уничтожать космический мусор с помощью плазменной пушки.
Непреодолимая энтропия
Второе исследование, вышедшее в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, атаковало идею вечно циклической Вселенной с другой стороны — через закон возрастания энтропии. Энтропию можно рассматривать как меру беспорядка в системе; согласно второму началу термодинамики, в замкнутой системе она не убывает.
Физики, включая Уильяма Кинни из Университета Буффало, задались вопросом: что происходит с энтропией при каждом цикле «отскока»? Их расчеты показали, что энтропия должна накапливаться от цикла к циклу. Чтобы компенсировать этот рост и избежать тепловой смерти, Вселенная должна невероятно расширяться в каждом новом цикле. Однако такое решение приводит к парадоксу: даже циклическая Вселенная в этом сценарии оказывается не вечной, а имеющей начало, которое по своим свойствам очень напоминает сингулярность Большого взрыва. Таким образом, проблема начала никуда не исчезает.
Хотя эти исследования не ставят окончательный крест на теории Большого отскока, они выявляют серьезные теоретические и наблюдательные трудности на её пути. Они укрепляют позиции теории Большого взрыва, указывая на то, что у нашей Вселенной, скорее всего, было конкретное начало. Поиск ответов продолжается, и каждое новое открытие приближает нас к пониманию величайшей тайны — происхождения всего сущего.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Происхождение Вселенной всегда было предметом увлекательных и сложных дебатов среди ученых.